JP2016540879A - Method for processing perfluoropolymer material - Google Patents

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Abstract

本発明は、パーフルオロポリマー材料の処理方法、及び、医療機器の分野などの異なる潜在的用途における反応生成物の使用に関するものである。The present invention relates to a method for processing perfluoropolymer materials and the use of reaction products in different potential applications such as in the field of medical devices.

Description

本発明は、パーフルオロポリマー材料(perfluoropolymer materials)の処理方法、及び、医療機器(medical device)の分野などの異なる潜在的用途(potential applications)における反応生成物(resultant products)の使用に関する。   The present invention relates to a method for processing perfluoropolymer materials and the use of resultant products in different potential applications such as in the field of medical devices.

パーフルオロポリマー材料又はパーフルオロエラストマー材料(perfluoroelastomeric materials)は、この技術分野ではよく知られている。またこの材料は、高いレベルの耐薬品性(chemical resistance)(耐液性(fluid resistance)、耐塩基性(base-resistance)、 誘電特性(dielectric properties)、及び、高温耐性(high temperature resistance))、プラズマ耐性(plasma resistance)、耐圧縮永久歪性(compression set resistance)、及び、有効な機械特性(effective mechanical properties)を有することが知られている。なお、圧縮永久歪(compression set)とは、変形させる圧縮荷重(compressive load)を取り去った後に、元の形状に戻らずに歪められた状態を維持するエラストマー材料(elastomeric material)の性質であり、圧縮歪の値は材料が元にもどらなかった初期偏差(original deflection)のパーセントとして表される。これらの性質の故に、この材料は多くの潜在的及び現実的な用途を有している。例えば、パーフルオロポリマー材料は、プラズマ耐性(plasma resistance)を利用した半導体産業におけるだけではなく、変形に耐え得る成形部品(molded parts)として使用するために、腐食性薬品(corrosive chemical)又は限界動作条件(extreme operating conditions)にシールまたはガスケットが晒される場所における、ゴム状シール(elastomeric seals)として使用することもできる。主要な市場(80%)は、実質的には耐溶剤としての使用である。これらの組成物の航空宇宙産業の応用は、耐酸化剤性部品(oxidizer resistant components)から、高温環境に晒されて動作する民生・軍事用のジェットエンジンのシールまでにわたる。   Perfluoropolymer materials or perfluoroelastomeric materials are well known in the art. This material also has a high level of chemical resistance (fluid resistance, base-resistance, dielectric properties, and high temperature resistance) It is known to have plasma resistance, compression set resistance, and effective mechanical properties. In addition, compression set (compression set) is the property of the elastomer material (elastomeric material) which maintains the state distorted without removing the compression load (compressive load) to deform | transform, and returning to the original shape, The value of compressive strain is expressed as a percentage of the original deflection where the material did not return. Because of these properties, this material has many potential and practical applications. For example, perfluoropolymer materials are not only in the semiconductor industry utilizing plasma resistance, but also for use as corrosive chemicals or critical operations for use as molded parts that can withstand deformation. It can also be used as elastomeric seals where the seal or gasket is exposed to extreme operating conditions. The main market (80%) is essentially its use as solvent resistance. The aerospace industry applications of these compositions range from oxidizer resistant components to the sealing of commercial and military jet engines that operate in high temperature environments.

FFKMゴム(FFKM gums)は、エラストマー前駆体(precursors to elastomers)であり、正確にはパーフルオロエラストマー(即ち、完全にフッ素化され、水素原子を含まないもの)と定義される。   FFKM gums are elastomer precursors and are precisely defined as perfluoroelastomers (ie, fully fluorinated and free of hydrogen atoms).

71〜72%に高くフッ素化されたFFKMエラストマーは、理論フッ素化レベルが76%を有するポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene)(PTFE)とほぼ同等のフッ素化レベルを有する。これは62〜68%の完全にはフッ素化されていないフルオロエラストマー(fluoroelastomers)と比べて遜色がない。このことは、例えば、フロイデンバーグスのパーフルオロエラストマーであるシムリッツ(Freudenberg's perfluoroelastomer Simriz、Simrizは登録商標)が、広い温度及び圧力範囲において反応媒体、溶媒、酸及びアルカリに対して著しい耐性を示すことを意味する。シムリッツの耐薬品性は万能性が高いため、ほとんどすべての媒体を静的にシーリングすることが可能である。   FFKM elastomers highly fluorinated to 71-72% have a fluorination level approximately equivalent to polytetrafluoroethylene (PTFE) having a theoretical fluorination level of 76%. This is inferior to 62-68% of non-fully fluorinated fluoroelastomers. This means, for example, that Freudenberg's perfluoroelastomer Simriz (Simriz is a registered trademark) is highly resistant to reaction media, solvents, acids and alkalis over a wide temperature and pressure range. Means. Since Simlitz's chemical resistance is highly versatile, almost all media can be statically sealed.

この技術分野で知られている他のパーフルオロ組成物には、フルオリナート(Fluorinert、登録商標)の商品名で販売されているものを含む。フルオリナートは、電気的絶縁性を有し、また、安定したフルオロカーボン系の流体であり、主に電子装置用のクーラント液(coolant liquids)として使われている。異なる分子構造(Different molecular formulations)に様々な沸点を付与でき、このことにより、その組成物が液状のままである"一相"での応用例、または、その組成物の液体が気化冷却(evaporative cooling)を経て追加の熱を除去するために沸騰する"二相"での応用例での使用が可能である。これらのフルオリナートの一つの例として、通称FC−72と呼ばれているもの、またはパーフルオロヘキサン(perfluorohexane (C6F14))がある。パーフルオロヘキサンは沸点が56℃であるため、低い温度の伝熱の応用に使われる。他の例は、FC−75、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(perfluoro(2-butyl-tetrahydrofurane))である。FC−70のように約215℃までの温度まで耐えることができるフルオリナートの商品名で販売されている流動体もあり、フルテック(FLUTEC 、登録商標)の商標が付された流動体も同様である。   Other perfluoro compositions known in the art include those sold under the trade name Fluorinert®. Fluorinate is an electrically insulating and stable fluorocarbon-based fluid, and is mainly used as a coolant liquid for electronic devices. Different boiling points can be given to different molecular structures, so that the composition remains in a liquid state in a “single-phase” application, or the composition liquid is evaporatively cooled. Can be used in "two-phase" applications that boil to remove additional heat via cooling. One example of these fluorinates is what is commonly called FC-72, or perfluorohexane (C6F14). Since perfluorohexane has a boiling point of 56 ° C., it is used for low temperature heat transfer applications. Another example is FC-75, perfluoro (2-butyl-tetrahydrofurane). Some fluids, such as FC-70, are sold under the trade name Fluorinate, which can withstand temperatures up to about 215 ° C., as are fluids bearing the trademark FLUTEC®. is there.

しかしながら、パーフルオロエラストマー材料は、高価である。その結果、シールやガスケットのような材料や部品のコストが他のエラストマー材料で造られたものよりも格段に高くなってしまう。   However, perfluoroelastomer materials are expensive. As a result, the cost of materials and parts such as seals and gaskets is significantly higher than those made of other elastomeric materials.

そのため、パーフルオロエラストマーの性質は非常に望ましいものである一方で、その用途は限定されがちであり、よって最終用途のためのパーフルオロエラストマー最終製品を製造できるパールフルオロエラストマー材料の改良された処理方法の開発が望まれている。   Thus, while the properties of perfluoroelastomers are highly desirable, their use tends to be limited, and thus an improved method of processing pearl fluoroelastomer materials that can produce perfluoroelastomer end products for end use Development is desired.

WO03/078516WO03 / 0778516

従来のパーフルオロエラストマー材料の処理方法は、デラウェア州のグリーンツィード社(Greene, Tweed of Delaware, Inc)、及び、シーユーメディアグループピーエルシー(CuMedica Group PLC)によりWO03/078516に開示されている。この方法は、パーフルオロエラストマー材料と2種のパーフルオロ溶媒(perfluorosolvents)との混合を含み、一方のパーフルオロ溶媒は高い沸点を有し、他方は低い沸点を有する。後者の溶媒の沸点は、溶媒が蒸発するのにいかなる熱やエネルギーを加える必要がないほどに十分に低く、その蒸発は、手動操作、すなわち、パテナイフ(putty knife)や同様の道具を使って表面領域を増やすことによって促進される。混合を促進するためにセラミック又は金属のボールを加え、その混合物を、トレー又は他の平坦面(金属又はプラスチックのもの)に注ぎ、沸点の低い溶媒を除去し、意図的に混合物の一部に沸点の高い溶媒を残す。沸点の低い溶媒が除去されると、混合物は固化し、トレー上で、パン生地状の材料(dough-like material)となる。次にこれを手作業で断片に切り刻み、圧縮モールド内のマンドレル(mandrel)に供給する。ここで材料は本硬化される。WO03/078516に記載の方法は、パーフルオロエラストマー材料を圧縮成形技術によってモールド内で成形することを専ら意図したものである。   Conventional methods for processing perfluoroelastomer materials are disclosed in WO 03/0778516 by Greene, Tweed of Delaware, Inc., and CuMedica Group PLC, Delaware. This method involves mixing a perfluoroelastomer material with two perfluorosolvents, one perfluorosolvent having a high boiling point and the other having a low boiling point. The boiling point of the latter solvent is low enough that no heat or energy needs to be applied for the solvent to evaporate, and its evaporation can be done manually, ie, using a putty knife or similar tool. Promoted by increasing the area. Add ceramic or metal balls to facilitate mixing, pour the mixture onto a tray or other flat surface (metal or plastic), remove the low boiling point solvent, and deliberately become part of the mixture Leave a solvent with a high boiling point. When the low boiling point solvent is removed, the mixture solidifies and becomes a dough-like material on the tray. This is then manually chopped into pieces and fed to a mandrel in a compression mold. Here the material is fully cured. The method described in WO 03/075516 is exclusively intended for molding perfluoroelastomer materials in a mold by compression molding techniques.

したがって、本発明によれば、パーフルオロポリマー材料の処理方法を提供し、その処理方法は、次の工程を含む。
i)1以上の液体パーフルオロ溶媒を含む溶媒中に、1以上の未硬化のパーフルオロポリマー材料を溶解し、溶液を形成する工程と、
ii)必要に応じて、1以上のポロゲン(one or more porogens)及び/又は1以上の機能性添加物(one or more functional additives)を工程(i)で形成された溶液に添加し、混合物を形成する工程と、
iii)工程(i)及び(ii)で形成された溶液又は混合物を基体(substrate)に塗布し、部分的又は連続的な1以上の堆積層を基体上に形成する工程と、
iv)基体又は1以上の堆積層に所定量のエネルギーを加えて、1以上の堆積層から少なくとも部分的に溶媒を取り除く工程と、
v)1以上の堆積層内のパーフルオロポリマー材料を硬化し、パーフルオロエラストマー製品(perfluoroelastomeric product)を形成する工程と、
vi)所望に応じて、1以上のポロゲンをパーフルオロエラストマー製品から除去する工程。
Therefore, according to the present invention, a method for treating a perfluoropolymer material is provided, the method comprising the following steps.
i) dissolving one or more uncured perfluoropolymer materials in a solvent comprising one or more liquid perfluorosolvents to form a solution;
ii) Optionally, one or more porogens and / or one or more functional additives are added to the solution formed in step (i) and the mixture is Forming, and
iii) applying the solution or mixture formed in steps (i) and (ii) to the substrate to form a partial or continuous one or more deposited layers on the substrate;
iv) applying a predetermined amount of energy to the substrate or the one or more deposited layers to at least partially remove the solvent from the one or more deposited layers;
v) curing the perfluoropolymer material in the one or more deposited layers to form a perfluoroelastomeric product;
vi) optionally removing one or more porogens from the perfluoroelastomer product.

WO03/078516に詳述されている方法とは対照的に、本発明は工程(iii)においてパーフルオロポリマー材料を最初に堆積したのと同じ基体上で、パーフルオロポリマー材料を硬化し、また、溶媒を除去するためのエネルギーを必要とする。本発明の有利な点は、パーフルオロポリマー材料の手作業の容易さ、WO03/078516で金属トレイ及びマンドレル(mandrel)を必要とするのに対して、パーフルオロポリマー材料が堆積され、成形され、且つ、硬化する1つの単一基体(one single substrate)しか必要としないこと、WO03/078516では単一層しか許容されないのに対して、多重積層を基体上に容易に堆積できること、WO03/078516では2種の溶媒を必要とするのに対して、本発明の方法は1種のみの溶媒を用いることで実行できることを含む。さらに、本発明は、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)またはその他の適当な非一時的な(すなわち成形又は形成された)基体に、恒久的なアタッチメント(permanent attachment)を追加、または、積層(lamination)するのに加えて、直接の加熱を利用することができる。   In contrast to the method detailed in WO 03/075516, the present invention cures the perfluoropolymer material on the same substrate on which the perfluoropolymer material was first deposited in step (iii), and Requires energy to remove the solvent. The advantage of the present invention is that the perfluoropolymer material is deposited and shaped, whereas the ease of manual handling of the perfluoropolymer material, which requires a metal tray and mandrel in WO 03/075516, And only one single substrate to cure is required, whereas only a single layer is allowed in WO03 / 0778516, multiple stacks can be easily deposited on a substrate, 2 in WO03 / 0778516 Whereas a solvent is required, the process of the present invention includes that it can be carried out using only one solvent. Furthermore, the present invention adds or attaches a permanent attachment to expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) or other suitable non-temporary (ie molded or formed) substrate. In addition, direct heating can be used.

本発明に従って製造されたパーフルオロエラストマー製品は、例えばインプラント(implants)、移植片(grafts)、挿入可能な医療機器(medical devices)、心臓人工血管(cardiovascular prostheses)、移植片、合成格子(synthetic lattices)(スキャフォルド(scaffold)内の人間又は動物の細胞成長のためのスキャフォルドとして機能するもの)を利用した再生医療製品(tissue engineered products)その他の構成要素等、医療目的での人間や動物の体への使用など、多くの異なった使用及び応用を有しうる。またこれらはOリングやガスケット又は同種のもの等のシーリング部材のための内部コア(internal cores)や外側シース(outer sheaths)へ応用することができる。   Perfluoroelastomer products made in accordance with the present invention include, for example, implants, grafts, insertable medical devices, cardiovascular prostheses, grafts, synthetic lattices. ) (Tissue engineered products using other components that function as scaffolds for human or animal cell growth within the scaffold) Other components of humans or animals for medical purposes It can have many different uses and applications, such as body use. They can also be applied to internal cores and outer sheaths for sealing members such as O-rings, gaskets or the like.

このような医療用途で使用される従来の典型的なエラストマー又はプラスチックスは、特にポリウレタン(polyurethanes)、PTFE、延伸PTFE及びシリコーン(silicones)を含む。これら従来の材料は、例えば、シリコーンは許容できる多くの特性を持つものの、例えば、乏しい引裂強度(tear strength)や縫合引き抜き抵抗(suture pull-out resistance)が示すように、一般に十分な強さがなく、体内における関連する機械的特性が十分でないことを含む。   Conventional typical elastomers or plastics used in such medical applications include in particular polyurethanes, PTFE, expanded PTFE and silicones. These conventional materials, for example, generally have sufficient strength, for example, while silicone has many acceptable properties, but exhibits poor tear strength and suture pull-out resistance, for example. And the relevant mechanical properties in the body are not sufficient.

ポリウレタンは、いくつかの応用のための優れた物理的特性を有する一方、重要な医療機器の致命的傷害(catastrophic failure)につながり得る劣化、典型的には加水分解劣化を示すことがある。延伸PTFEは、適合的で優れた生体適合性を有するが、十分な膨張性がなく、ヘルニア修復(hernia repair)又は心膜パッチ(pericardial patch)のようないくつかの応用には許容可能であるが、例えば血管における使用のような伸展性(distensibility)及びゴム状弾性(elastomeric properties)を必要とする多くの他の応用のためには理想的でない布のような特性(cloth-like properties)を有する。   While polyurethane has excellent physical properties for some applications, it may exhibit degradation, typically hydrolytic degradation, that can lead to catastrophic failure of critical medical devices. Expanded PTFE is compatible and has excellent biocompatibility, but is not sufficiently expandable and is acceptable for some applications such as hernia repair or pericardial patch However, it has cloth-like properties that are not ideal for many other applications that require distensibility and elastic properties such as use in blood vessels. Have.

本明細書において使用される「パーフルオロエラストマー(perfluoroelastomer)」は、ここに定義されるパーフルオロエラストマー材料を硬化することにより生成された、いかなる硬化されたエラストマー材料であってもよく、硬化を引き起こす架橋基(crosslinking group)を有する硬化性のパーフルオロポリマーを含むものとする。パーフルオロエラストマーは、実質的に完全にフッ素化されており、好ましくはパーフルオロポリマーの主鎖(backbone)上の炭素原子に関しては完全にフッ素化されている。当然のことながら、この開示に基づけば、あるパーフルオロエラストマー材料中の官能性の架橋基における水素の使用のため、残った水素が架橋内のパーフルオロエラストマー中に存在していてもよい。パーフルオロエラストマーは、一般的に、架橋結合された高分子構造である。硬化してパーフルオロエラストマーを形成するためのパーフルオロエラストマー材料中で使用されるパーフルオロポリマーは、1種以上のパーフルオロ化されたモノマーを重合して生成され、そのモノマーの一つは硬化を可能にする官能基を有するパーフルオロ化されたキュアサイトモノマー(perfluorinated curesite monomer)であることが好ましい。1種以上のパーフルオロポリマー及び好ましくは少なくとも1種の硬化剤は、架橋結合されたエラストマー生成物又はパーフルオロエラストマーであるパーフルオロエラストマー材料中で混合される。   As used herein, a “perfluoroelastomer” can be any cured elastomeric material produced by curing a perfluoroelastomer material as defined herein, causing curing. It is intended to include a curable perfluoropolymer having a cross-linking group. Perfluoroelastomers are substantially fully fluorinated, preferably fully fluorinated with respect to carbon atoms on the backbone of the perfluoropolymer. Of course, based on this disclosure, residual hydrogen may be present in the perfluoroelastomer in the crosslink due to the use of hydrogen in functional crosslinkable groups in certain perfluoroelastomer materials. Perfluoroelastomers are generally cross-linked polymeric structures. Perfluoropolymers used in perfluoroelastomer materials to cure to form perfluoroelastomers are formed by polymerizing one or more perfluorinated monomers, one of which is cured. Preference is given to a perfluorinated curesite monomer having a functional group enabling it. One or more perfluoropolymers and preferably at least one curing agent are mixed in a perfluoroelastomer material that is a cross-linked elastomer product or perfluoroelastomer.

本明細書において使用される「パーフルオロエラストマー材料(perfluoroelastomeric material)」又は「パーフルオロポリマー材料(perfluoropolymer material)」とは、少なくとも1種のパーフルオロ化された少なくとも1種の硬化を可能にする官能基を有するモノマーを含む1種以上のパーフルオロ化されたモノマーを重合することによって生成される硬化性のパーフルオロポリマー(curable perfluoropolymer)を含む高分子材料である。そのような材料は、American Standardized Testing Methods(ASTM)の定義にしたがって、FFKMsとして一般的に言及されている、または、本明細書に言及されている。   As used herein, “perfluoroelastomeric material” or “perfluoropolymer material” refers to a functionality that allows at least one perfluorinated at least one cure. A polymeric material comprising a curable perfluoropolymer produced by polymerizing one or more perfluorinated monomers including a monomer having a group. Such materials are commonly referred to as FFKMs or referred to herein, as defined by American Standardized Testing Methods (ASTM).

本発明により使用され得るパーフルオロポリマー材料の具体例は、これらに限定されるものではないが、1種以上の様々なパーフルオロ化され、少なくとも1種のフッ素含有のエチレン性不飽和モノマーのコポリマーが含まれる。これは例えばテトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、及び、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVEs)である。これらには、直鎖又は分岐のアルキル基、及び、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、パーフルオロアルコキシビニルエーテル及び他の類似化合物などのエーテル結合を含む。   Specific examples of perfluoropolymer materials that can be used in accordance with the present invention include, but are not limited to, copolymers of one or more different perfluorinated and at least one fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer. Is included. This is for example tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP) and perfluoroalkyl vinyl ethers (PAVEs). These include linear or branched alkyl groups and ether linkages such as perfluoro (methyl vinyl ether), perfluoro (ethyl vinyl ether), perfluoro (propyl vinyl ether), perfluoroalkoxy vinyl ether and other similar compounds. .

一般的に、使用されるパーフルオロポリマーは、TFEのターポリマー、PAVE、及び、ターポリマーの架橋を可能にする官能基を含む少なくとも1種のパーフルオロ化されたキュアサイトモノマーである。適当なキュアサイトモノマーとしては、数ある中でも、シアノキュアサイト、ブロモ(bromo)、ヨード(iodo)又はペンタフルオロフェノキシの官能基を有するものを含む。そのようなモノマーは、この技術分野で周知である。様々なパーフルオロエラストマー組成物に使用する硬化剤は、ビスフェノール及びそれらの誘導体、テトラフェニルすず(tetraphenyl tin)及び過酸化硬化システム(peroxide-based curing systems)を含む。加えて、パーフルオロポリマーは、放射線硬化技術を用いて硬化してもよい。そのような材料は、この技術分野で周知である。   In general, the perfluoropolymer used is a terpolymer of TFE, PAVE, and at least one perfluorinated cure site monomer containing functional groups that allow the terpolymer to crosslink. Suitable cure site monomers include, among others, those having a functional group of cyano cure site, bromo, iodo or pentafluorophenoxy. Such monomers are well known in the art. Curing agents used in various perfluoroelastomer compositions include bisphenols and their derivatives, tetraphenyl tin and peroxide-based curing systems. In addition, the perfluoropolymer may be cured using radiation curing techniques. Such materials are well known in the art.

このような硬化されたパーフルオロポリマーは多数市販されている。好ましいパーフルオロポリマーは、ペンシルベニア州カルプスビレにあるグリーンツィード社(Greene, Tweed & Co., Inc. of Kulpsville, Pennsylvania)から市販されているケムラッツ(Chemraz、登録商標)部品で使われているものである。他の好ましいパーフルオロポリマーは、デラウェア州ウィルミントンのネモウアズにあるイー.アイ.デュポン(E. I. du Pont de Nemours of Wilmington, Delaware)から市販されている、パーフルオロエラストマーの硬化されたカルレッツ(Kalrez、登録商標)部品及び材料である。未硬化の市販のパーフルオロポリマーも知られており、ドイツ国フロイデンベルグ(Freudenberg of Germany)から入手可能なシムリッツ(Simriz、登録商標)、ミネソタ州にあるミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング(Minnesota Mining & Manufacturing in Minnesota)から入手可能なダイニオン(Dyneon、登録商標)、日本国大阪府にあるダイキン工業(Daikin Industries, Ltd. of Osaka, Japan)から入手可能なダイエルパーフロ(Daiel-Perfluor、登録商標)を挙げることができる。類似の材料は、イタリア国にあるアウシモントS.p.A(Ausimont S. p. A. in Italy)から入手可能である。   Many such cured perfluoropolymers are commercially available. Preferred perfluoropolymers are those used in Chemraz® parts available from Greene, Tweed & Co., Inc. of Kulpsville, Pennsylvania, Pennsylvania. . Another preferred perfluoropolymer is E.I., located in Nemouazu, Wilmington, Delaware. Ai. Perfluoroelastomer cured Kalrez® parts and materials, commercially available from E. I. du Pont de Nemours of Wilmington, Delaware. Uncured commercial perfluoropolymers are also known and are available from Freudenberg of Germany, Simriz®, Minnesota Mining and Manufacturing, Minnesota Dyneon (registered trademark) available from Mining & Manufacturing in Minnesota, Daiel-Perfluor, registered from Daikin Industries, Ltd. in Osaka, Japan Trademark). Similar materials are available from AUSHIMONT S. in Italy. p. A (Ausimont S. p. A. in Italy).

本発明において使用に供される好ましい溶媒は、未硬化のパーフルオロポリマー材料及び/又は硬化剤のみが溶解するものである。最も好ましくは、パーフルオロエラストマー材料内の未硬化のパーフルオロポリマーのみが、ポロゲン、フィラー、硬化剤及び他の添加剤を溶解することなしに溶解するものである。より好ましい溶媒は、単独で又は組み合わせて使用され得るもので、パーフルオロポリマーの溶解のために特別に設計された特殊溶媒、液体のパーフルオロ化された化合物のようなそれ自身がパーフルオロ化された材料の液体が挙げられる。そのような溶媒は電子産業にて知られている。適当な市販の溶媒は、ミネソタ州のセントポールにあるスリーエム(3M, St. Paul, Minnesota)から入手可能なフロリナート(Fluorinert、登録商標)、及び、英国のプレストンにあるエフツーケミカルズ(F2 Chemicals in Preston, UK)から入手可能なフルテック(FLUTEC、登録商標)という商標名のものが挙げられる。   Preferred solvents for use in the present invention are those in which only the uncured perfluoropolymer material and / or curing agent dissolves. Most preferably, only the uncured perfluoropolymer in the perfluoroelastomer material dissolves without dissolving the porogen, filler, curing agent and other additives. More preferred solvents are those that can be used alone or in combination, special solvents specifically designed for the dissolution of perfluoropolymers, perfluorinated themselves such as liquid perfluorinated compounds. Liquids of other materials. Such solvents are known in the electronics industry. Suitable commercially available solvents include Fluorinert® available from 3M, St. Paul, Minnesota, and F2 Chemicals in Preston, UK. Preston, UK) under the trade name FLUTEC (R).

好ましいフロリナート(Fluorinert、登録商標)には、例えば、FC−87、FC−84、FC−75及びFC−43の商標が付されて販売されているものが含まれる。しかしながら、パーフルオロエラストマー材料中でパーフルオロポリマーが溶解可能で、ポロゲン、フィラー、硬化剤及び他の添加剤が溶解しない公知のいずれかの溶媒又は開発された溶媒であるパーフルオロ化された溶媒(perfluorinated solvents)が好ましく、本発明の範囲内のものとして使われ得ると理解されるべきである。   Preferred Fluorinert® includes, for example, those sold under the trademarks FC-87, FC-84, FC-75 and FC-43. However, perfluorinated solvents, which are any known or developed solvents in which the perfluoropolymer is soluble in the perfluoroelastomer material and the porogens, fillers, curing agents and other additives are not soluble ( It is to be understood that perfluorinated solvents are preferred and may be used as within the scope of the present invention.

本発明で、1種以上の溶媒を使用することも可能であるが、典型的には、溶媒は、1種のみ必要である。   In the present invention, it is possible to use one or more solvents, but typically only one solvent is required.

一般的には、溶液中の未硬化のパーフルオロポリマー材料の総量は、パーフルオロ化された溶媒の重量当たり約30%以下であり、より一般的には約2〜約15%の間である。1または1以上の硬化剤(curing agent or agents)は、パーフルオロポリマー材料の重量が100重量部当たり計約1〜約10重量部調合し、より好ましくは約1〜約5重量部調合する。   Generally, the total amount of uncured perfluoropolymer material in solution is no more than about 30% by weight of the perfluorinated solvent, more typically between about 2 and about 15%. . One or more curing agents or agents are formulated in a total of about 1 to about 10 parts by weight per 100 parts by weight of perfluoropolymer material, more preferably about 1 to about 5 parts by weight.

パーフルオロポリマー材料及び硬化剤を溶液中に入れたら、選択的に1以上のポロゲン及びいずれの添加剤も溶液内に順不同で混合し、分散して混合物を生成する。溶液に取り込まれて混合物を形成することができるポロゲン及び添加剤については後述する。この添加剤は、パーフルオロポリマー材料中のパーフルオロポリマー100重量部当たり総量で約10〜約500重量部で存在することが好ましく、より好ましくは約150〜250重量部である。   Once the perfluoropolymer material and curing agent are in solution, optionally one or more porogens and any additives are mixed in the solution in random order and dispersed to form a mixture. Porogens and additives that can be incorporated into the solution to form a mixture are described below. This additive is preferably present in a total amount of about 10 to about 500 parts by weight per 100 parts by weight of perfluoropolymer in the perfluoropolymer material, more preferably about 150 to 250 parts by weight.

溶液中の成分の溶解及び/又は結合は、あらゆる適当な混合又はブレンド技術により完遂してもよい。1以上のポロゲン及び添加剤の分散に先んじて、そのエラストマーの早期硬化を避けるため、溶液は加熱しないか、加熱しても硬化温度以下の温度で加熱することが好ましい。   Dissolution and / or binding of the components in solution may be accomplished by any suitable mixing or blending technique. Prior to the dispersion of the one or more porogens and additives, the solution is preferably not heated or even heated to a temperature below the cure temperature to avoid premature curing of the elastomer.

一般的には、パーフルオロ溶媒を通じて未溶解のパーフルオロポリマー(perfluoropolymer)のゴム固体(gum solids)を動かす機械的撹拌システムは、実質的に又は完全にパーフルオロポリマーをパーフルオロポリマー材料中のパーフルオロ溶媒に溶解することによって溶液を確立し(establish)、徹底的に且つ均等にポロゲンを分散させるために使用する。マグネチックスターラ、マルチアキシスミキサー(multi-axis mixer)、ローラーテーブル又はボールミルのいずれかが使用可能である。ボールミル、破砕機(homogenizer)又は類似の装置は、混合溶液内のポロゲン又は他の微粒子の添加剤の凝集作用を避けることができる。そのような調合又は混合は、十分に混合されたパーフルオロポリマー材料の溶液において徹底的に硬化剤及びポロゲンが分散され、もし添加物があるなら、その添加物がよく分散されるまで実行されるべきである。   In general, mechanical agitation systems that move undissolved perfluoropolymer gum solids through a perfluorosolvent substantially or completely remove the perfluoropolymer from the perfluoropolymer material. A solution is established by dissolving in a fluorosolvent and used to disperse the porogen thoroughly and evenly. Either a magnetic stirrer, multi-axis mixer, roller table or ball mill can be used. Ball mills, homogenizers or similar devices can avoid the agglomeration action of porogen or other particulate additives in the mixed solution. Such blending or mixing is performed until the curing agent and porogen are thoroughly dispersed in a well-mixed solution of perfluoropolymer material and, if present, the additive is well dispersed. Should.

本発明の組成物は、一般的には、1種以上のポロゲン、即ちパーフルオロポリマー中に細孔(pores)を形成する材料、または、多孔度を増やす作用をする材料を含んでもよい。本発明においてポロゲンとして作用する典型的な化合物には、塩化ナトリウム(sodium chloride)、サリチル酸(salicylic acid)、ラクトース(lactose)、バリン(valine)、重炭酸ナトリウム(sodium bicarbonate)、炭酸水素ナトリウム(sodium hydrogen carbonate)、炭酸カルシウム(calcium carbonate)、グリシン(glycine)、ポリエチレンオキサイド(polyethylene oxide)、ポリエチレングリコール(PEG)(polyethylene glycol)、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone)、微粒子のポリマー(例えば、ポリ塩化ビニル)及び/又は二酸化チタン(titanium dioxide)から選択される1種以上の化合物などがあるが、これらに限定されない。   The compositions of the present invention may generally comprise one or more porogens, i.e. materials that form pores in the perfluoropolymer, or materials that act to increase porosity. Typical compounds that act as porogens in the present invention include sodium chloride, salicylic acid, lactose, valine, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate. hydrogen carbonate, calcium carbonate, glycine, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polyethylene pyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, polymer of fine particles (eg, polyvinyl chloride) and There are, but are not limited to, one or more compounds selected from titanium dioxide.

一般的には、ポロゲンは、硬化された材料中に形成されたオープンセル(open cells)のサイズが均一になるように相対的に狭い粒度分布をもつ。もし、この材料が最初にこの分類に該当していない場合は、この材料を微粒子化、又は、さもなければボールミル及びふるい又は類似の装置を使用して、この分布に該当するようにしてもよい。しかしながら、当然のことながら、そのような均一性が所望されない場合には、孔形成材料(pore forming material)の粒子径の均一性は、必要ではない。本発明の好ましい具体例においては、オープンセル多孔性のパーフルオロポリマーは、約1〜約150ミクロンの平均孔径を有するものが形成される。ある応用における使用のために、この孔形成剤(pore forming agent)は、微粒子の平均径が0ミクロンより大きく10ミクロン未満で、中間サイズで約10〜約50ミクロン、大きいサイズのものが50ミクロンを超えるものが利用可能である。中間サイズは、例えば心血管の人工装具の使用において、好ましい範囲である。
ポロゲンの一般的な量は、パーフルオロポリマー材料中のパーフルオロポリマー100重量部当たり約10重量部〜約500重量部であり、より好ましくは約50重量部〜約300重量部である。高いポロゲンの充填量(loadings)は、母材高度に多孔質な母材(porous matrix)を形成するために好ましく、例えば、多孔性レベル(密度減少)が約85%以上を実現する上で、パーフルオロポリマー材料中のパーフルオロポリマー100部当たり50部〜500部又はそれ以上のポロゲンの充填量とすることができる。高い多孔性レベル(低い密度)は、所望に応じて、高い充填量により実現することができる。ポロゲンの密度、粒径及び量のすべては、セルラー材料(cellular materials)の基本的特性に寄与し、例えば、ポロゲンの密度は、所定のポロゲンの量のために占められる空間容積の変化に対応して多孔度に影響を与えることができる。材料の密度が高くなるほど、ポロゲンの量が同じであれば、孔の体積は小さくなる。さらに、ポロゲンの粒径は、孔の径及び/又は孔の表面積を変更させることが可能である。
In general, porogens have a relatively narrow particle size distribution so that the open cells formed in the cured material are uniform in size. If this material does not initially fall into this category, it may be made to fall into this distribution by micronizing this material or otherwise using a ball mill and sieve or similar equipment. . However, it will be appreciated that if such uniformity is not desired, particle size uniformity of the pore forming material is not necessary. In preferred embodiments of the present invention, open cell porous perfluoropolymers are formed having an average pore size of about 1 to about 150 microns. For use in certain applications, the pore forming agent has an average particle size greater than 0 microns and less than 10 microns, an intermediate size of about 10 to about 50 microns, and a larger size of 50 microns. More than can be used. The intermediate size is a preferred range, for example in the use of cardiovascular prostheses.
Typical amounts of porogen are from about 10 parts to about 500 parts by weight, more preferably from about 50 parts to about 300 parts by weight per 100 parts by weight of perfluoropolymer in the perfluoropolymer material. High porogen loadings are preferred to form a highly porous matrix, eg, to achieve a porosity level (density reduction) of about 85% or more, The porogen loading can be from 50 parts to 500 parts or more per 100 parts perfluoropolymer in the perfluoropolymer material. High porosity levels (low density) can be achieved with high loadings if desired. Porogen density, particle size and amount all contribute to the basic properties of cellular materials, for example, porogen density corresponds to the change in spatial volume occupied for a given amount of porogen. Can affect the porosity. The higher the density of the material, the smaller the pore volume if the amount of porogen is the same. Furthermore, the particle size of the porogen can change the pore diameter and / or the surface area of the pores.

さらに後続するステップにおいて、所望に応じて、硬化した材料からポロゲンを除去することができる。   In further subsequent steps, the porogen can be removed from the cured material as desired.

本明細書において、医療への応用に関して、「機器(device)」とは、最も広い意味を有し、限定なく、すべてのタイプの医療機器、部品(parts)、構成要素(components)、人工血管(vascular protheses)、移植片(grafts)、インプラント、再生医療製品が挙げられ、再生医療製品は、スキャフォルド(scaffold)、合成椎間板(synthetic spinal disk)、人工乳房(breast prostheses)及び他のいかなる機器の形成に当たって使用するための合成格子(synthetic lattices)を利用したものを挙げることができ、他のいかなる機器は、軟組織(soft tissue)、チューブ(tubes)、カテーテル(catheters)、ステント(stents)、排液管(drainage tubes)、合成硬膜(synthetic dura mater)、心膜パッチ(pericardial patches)、カニューレ(cannulae)、フィステル(fistulas)、ポーツ(ports)及びこれらに類似のものに置き換わることができるものである。   In this specification, with respect to medical applications, “device” has the broadest meaning, without limitation, all types of medical devices, parts, components, artificial blood vessels. (Vascular protheses), grafts, implants, regenerative medical products, including regenerative medical products, scaffolds, synthetic spinal disks, breast prostheses and any other device Mention may be made of synthetic lattices for use in the formation of any of the following: any other devices include soft tissue, tubes, catheters, stents, Drainage tubes, synthetic dura mater, pericardial patches, cannulae, fistulas, ports and And similar ones.

所望に応じて、本発明のプロセスの一部として、1種以上の硬化剤を添加してもよい。   If desired, one or more curing agents may be added as part of the process of the present invention.

本発明によれば、パーフルオロポリマーを硬化する工程のステップ(v)は、パーフルオロポリマーがまだ基体上にあるとき、又は、パーフルオロポリマーが基体上にないときのいずれかのときに択一的に実行され得る。その硬化ステップに先立って、基体からパーフルオロポリマーを取り除いて、別々に硬化してもよい。   According to the present invention, step (v) of the step of curing the perfluoropolymer is selected either when the perfluoropolymer is still on the substrate or when the perfluoropolymer is not on the substrate. Can be implemented automatically. Prior to the curing step, the perfluoropolymer may be removed from the substrate and cured separately.

上述のとおり、パーフルオロポリマー材料は、さらに、パーフルオロエラストマー化合物(perfluoroelastomeric compounds)の添加に適した他の機能材料を含んでもよい。これらは、グラファイト(graphite)、カーボンブラック(carbon black)、カーボンナノチューブ(carbon nanotubes)、粘土(clay)、二酸化ケイ素(silicon dioxide)、高分子グラファイト(polymeric graphite)、フルオロポリマー微粒子(fluoropolymeric particulates)(例えば、TFEホモポリマー及びコポリマーのマイクロパウダー)、硫酸バリウム(barium sulfate)、シリカ(silica)、二酸化チタン(titanium dioxide)、塩化銀(silver chloride)、磁鉄鉱(magnetite)、電気的な及び/又は磁気的な透過性を示す材料で、且つ、熱伝導性のある材料(例えばヘマタイト)、及び/又は、ヒドロキシアパタイト(hydroxyapatite)のような1種以上のフィラーが挙げられるが、これらに限定されない。フィラーは、パーフルオロポリマー(perfluoropolymer)の所望の応用に適するようにいかなる形状をもとることができるが、一般的には微粒子型(particulate form)である。   As mentioned above, the perfluoropolymer material may further comprise other functional materials suitable for the addition of perfluoroelastomeric compounds. These are graphite, carbon black, carbon nanotubes, clay, silicon dioxide, polymeric graphite, fluoropolymeric particulates ( For example, TFE homopolymer and copolymer micropowder), barium sulfate, silica, titanium dioxide, silver chloride, magnetite, electrical and / or magnetic One or more kinds of fillers such as, but not limited to, a material exhibiting general permeability and heat conductivity (for example, hematite) and / or hydroxyapatite may be used. The filler can take any shape to suit the desired application of the perfluoropolymer, but is generally in a particulate form.

「機能性添加物(functional additive)」の用語は、本明細書において特異的機能を果たすプロセスに追加される材料を意味する。そのような添加物の例としては、相互作用剤(co-agents)、加工助剤(processing aids)、硬化剤(curatives)及び/又は可塑剤(plasticizers)、又は、公知の他の添加物若しくはパーフルオロエラストマーの技術において開発された添加物が挙げられるがこれに限定されず、加工助剤は、例えば、酸受容体(acid acceptors)、硬化促進剤(cure accelerators)、ガラス繊維(glass fiber)又はケヴラー(Kevlar、登録商標)のようなポリアラミド繊維(polyaramid fibers)が挙げられる。現在のパーフルオロポリマー材料において有益な可塑剤(plasticizer)の例としては、デュポン社(du Pont)から市販されているクライトックス(Krytox、登録商標)のようなパーフルオロ化されたアルキルエーテル(perfluorinated alkyl ether)、ダイキン社(Daikin)から市販されているパーフルオロポリエーテルオイル(perfluoropolyether oil)、及び、他のパーフルオロポリエーテルオイル(perfluoropolyether oil)としてイタリア国のアウシモント社(Ausimont in Italy)から市販されているフォンブリン(Fomblin、登録商標)が挙げられ、最も好ましくはデムナム(Demnum、登録商標)S−100である。   The term “functional additive” refers herein to a material that is added to a process that performs a specific function. Examples of such additives include interaction agents (co-agents), processing aids, curatives and / or plasticizers, or other known additives or Examples include, but are not limited to, additives developed in the perfluoroelastomer technology, such as acid acceptors, cure accelerators, and glass fibers. Or, polyaramid fibers such as Kevlar (R). Examples of plasticizers useful in current perfluoropolymer materials include perfluorinated alkyl ethers such as Krytox® available from du Pont. alkyl ether, perfluoropolyether oil commercially available from Daikin, and other perfluoropolyether oils from Ausimont in Italy Fomblin (registered trademark), and most preferred is Demnum (registered trademark) S-100.

一般的に、あらゆる添加物は、混合物中において、パーフルオロポリマー材料中のパーフルオロポリマーの重量に基づいて約25重量%ほどの量が存在している。   In general, any additive is present in the mixture in an amount of about 25% by weight, based on the weight of the perfluoropolymer in the perfluoropolymer material.

本発明のプロセスで使われる基体は、適当な材料であれば何でもよく、多孔性又は非多孔性のいずれであっても、又は、耐久性があるものであっても、捨てるもの(sacrificial)であってもよい。例えば、基体は、金属性のマンドレル(mandrel)、非金属性のマンドレル(mandrel)、金属性のインプラント(implant)又は非金属性のインプラント(implant)であってもよい。基体にとって適当な材料は、スチール(steel)、ステンレス鋼(stainless steel)、ガラス(glass)、PTFE又はePTFEが挙げられるが、これらに限定されない。基体が多孔性かどうかは、製品が使用される用途に依存する。   The substrate used in the process of the present invention can be any suitable material, either porous or non-porous, or durable, sacrificial. There may be. For example, the substrate may be a metallic mandrel, a non-metallic mandrel, a metallic implant, or a non-metallic implant. Suitable materials for the substrate include, but are not limited to, steel, stainless steel, glass, PTFE or ePTFE. Whether the substrate is porous depends on the application in which the product is used.

1以上の堆積層を形成するために、ステップ(iii)において、ステップ(i)及び(ii)から得られた混合物を基体へ塗布する際に使われ得る方法は数多くある。これらの方法は、圧送吹き付け(Pneumatic spraying)、静電的に絞られた圧送吹き付け(Electrostatically focussed pneumatic spraying)、エレクトロスプレー(Electrospraying)、超音波噴霧(Ultrasonic spraying)、注射(Syringing)、静電紡糸(Electrostatic spinning)、インクジェット印刷(Inkjet printing)、浸漬塗布(Dip coating)、磨き/ペイント(Brushed/painted)、溶液又は液体混合物を塗るために使用し得るその他の処理方法が挙げられるが、これらのものに限定されない。   There are many methods that can be used in step (iii) to apply the mixture obtained from steps (i) and (ii) to a substrate to form one or more deposited layers. These methods are: Pneumatic spraying, Electrostatically focused pneumatic spraying, Electrospraying, Ultrasonic spraying, Syringing, Electrospinning (Electrostatic spinning), Inkjet printing, Dip coating, Brushed / painted, other processing methods that can be used to apply solutions or liquid mixtures, including these It is not limited to things.

一般的に、混合物を基体に塗布するのに使われる方法は、スプレー技術(spraying technique)であり、最も典型的なものは圧送吹き付け(Pneumatic spraying)である。   In general, the method used to apply the mixture to the substrate is a spraying technique, the most typical being Pneumatic spraying.

所望に応じて、多くの層が基体に堆積されてもよい。一般的には、複数の層が設けられる。基体に堆積した各層の厚さは、典型的には、約10ミクロン未満である。コーティングの厚い層は、多重の堆積により構成され得る。多重堆積の各連続層の組成は、所望により異なるパーフルオロポリマー混合物であってもよいことに留意すべきである。   Many layers may be deposited on the substrate as desired. In general, a plurality of layers are provided. The thickness of each layer deposited on the substrate is typically less than about 10 microns. A thick layer of coating can be constituted by multiple depositions. It should be noted that the composition of each successive layer of multiple depositions may be a different perfluoropolymer mixture if desired.

ステップ(iv)において、基体又は1以上の堆積層にエネルギーを与え、1以上の堆積層の温度をステップ(i)における1種以上のパーフルオロ溶媒が蒸発し、少なくとも部分的に1以上の堆積層を脱溶媒するのに十分な温度まで上げることで、溶媒は、1以上の堆積層から少なくとも部分的に除去される。エネルギーは、一般的には、直接的な加熱装置(directional heating)を使用して供給される。このことは、加熱装置がパーフルオロポリマー材料上において泡の形成を防止し又は最小限にするために、またその他の好ましくない欠陥の形成を防止し又は最小限にするために、一方の面が他方の面より熱くなるようにすることを意味する。基体又は1以上の堆積層から溶媒を除去するために、ステップ(i)における1種以上のパーフルオロ溶媒の最も高い沸点を超えた温度まで上げるのに十分なエネルギーの適用は必要ではなく、このレベル未満の温度でも効果的に溶媒が除去されるだろうが、一般的には、基体又は1以上の堆積層の温度が、ステップ(i)における1種以上のパーフルオロ溶媒の最も高い沸点を超えた温度まで上がることは理解されるだろう。さらに、所望により、必要なだけ加熱ステップ(iv)を繰り返してもよい。   In step (iv), energy is applied to the substrate or the one or more deposition layers, and the temperature of the one or more deposition layers evaporates the one or more perfluorosolvents in step (i), at least in part. By raising the temperature to a temperature sufficient to desolvate the layer, the solvent is at least partially removed from the one or more deposited layers. The energy is typically supplied using direct heating (directional heating). This means that one side has a surface to prevent or minimize the formation of bubbles on the perfluoropolymer material and to prevent or minimize the formation of other undesirable defects. It means making it hotter than the other side. Application of sufficient energy to raise the temperature above the highest boiling point of the one or more perfluorosolvents in step (i) is not necessary to remove the solvent from the substrate or one or more deposited layers. Although temperatures below the level will effectively remove the solvent, in general, the temperature of the substrate or one or more of the deposited layers will cause the highest boiling point of the one or more perfluorosolvents in step (i). It will be understood that the temperature rises above. Furthermore, if desired, the heating step (iv) may be repeated as necessary.

パーフルオロエラストマー材料が硬化されているとき、これらの材料の硬化プロセスにおいて使われるパーフルオロポリマーの架橋結合のための3つの実証されたメカニズムがある。   When perfluoroelastomer materials are cured, there are three proven mechanisms for the cross-linking of perfluoropolymers used in the curing process of these materials.

ブロックド・ジアミン(blocked diamine)を使用するジアミン架橋結合。塩基性媒体(basic media)の存在下で、フッ化ビニリデン(vinylidene fluoride)のようなモノマーは、ジアミンのポリマー鎖への付加を可能にする脱フッ化水素(dehydrofluorination)に弱い。一般的に、酸化マグネシウム(magnesium oxide)は、結果として生じたフッ化水素酸(hydrofluoric acid)を捕捉するために使用されて、フッ化マグネシウム(magnesium fluoride)及び水が生成される。ジアミン硬化(Diamine curing)は、他の架橋結合のメカニズムと比較して、優れたゴムと金属の結合特性(rubber-to-metal bonding properties)を示す。   Diamine cross-linking using blocked diamine. In the presence of basic media, monomers such as vinylidene fluoride are vulnerable to dehydrofluorination that allows the addition of diamines to the polymer chain. In general, magnesium oxide is used to scavenge the resulting hydrofluoric acid to produce magnesium fluoride and water. Diamine curing exhibits superior rubber-to-metal bonding properties compared to other cross-linking mechanisms.

イオン架橋結合(ジヒドロキシ架橋結合)。イオン架橋結合は、ジアミン硬化(diamine curing)に比べて、優れた熱抵抗(heat resistance)、改善された加水分解安定性(hydrolytic stability)、及び、優れた圧縮永久歪み(compression set)を示す。ジアミン硬化(diamine curing)と対比して、イオンメカニズム(ionic mechanism)は、付加機構(addition mechanism)ではなく、芳香族求核置換機構(aromatic nucleophilic substitution mechanism)である。ジヒドロキシ芳香族化合物(Dihydroxy aromatic compounds)が架橋剤として使用され、また一般的に4価のホスホニウム塩(quaternary phosphonium salts)が硬化プロセスを促進するために使われる。   Ionic cross-linking (dihydroxy cross-linking). Ionic cross-linking exhibits superior heat resistance, improved hydrolytic stability, and excellent compression set compared to diamine curing. In contrast to diamine curing, the ionic mechanism is not an addition mechanism, but an aromatic nucleophilic substitution mechanism. Dihydroxy aromatic compounds are used as crosslinkers, and generally tetravalent phosphonium salts are used to accelerate the curing process.

フリーラジカルメカニズム(free radical mechanism)を経て進む過酸化物架橋。過酸化物架橋は、水及び非水電解質においてしばしば選択されるシステムである。   Peroxide crosslinking that proceeds through the free radical mechanism. Peroxide crosslinking is a system often chosen in water and non-aqueous electrolytes.

一般的に、基体は、ステップ(i)及び(ii)由来の混合物が基体に堆積している間、加熱されている。多重積層が基体上に堆積される場合、次の層が堆積される前に、各層からパーフルオロ溶媒が実質的に取り除かれることが望ましい。好ましくは熱の使用を避けるため、常温における蒸発が使われる。半溶融マトリックス(semi-solid matrix)がこの溶媒除去ステップにより形成され、マトリックス(matrix)が硬化した後、ポロゲンを固体マトリックス(solid matrix)から除去してもよい。このステップは、液体又は気体の媒体(vehicle)を用いることによって達成することができる。この媒体は、パーフルオロポリマー材料中のパーフルオロポリマーに対して不活性である一方、マトリックスからポロゲンを取り除くために、ポロゲンと反応、溶解及び/又はイオン結合することが可能である。最も好ましくは、ポロゲンは、水又はブレンステッド酸(Bronsted acid)のような希酸により洗浄することによって、固体マトリックスから取り除かれる。ブレンステッド酸としては、塩化水素酸、硝酸若しくは硫酸、又は従来よりあるアルコールが含まれる。かなり固く硬化した固体のマトリックス(solid cured matrix)は、ポロゲンが除去されると、自然に固さが減じ、より一層柔らかく、可撓性があり、弾性的になる。一般的には、パーフルオロポリマー材料は、特定のパーフルオロポリマー材料及び硬化システムのための好ましい温度又は他の硬化条件を用いて硬化してもよい。硬化は、所望により、そのような組成物のために、選択的に後硬化ステップ(post curing steps)が含まれていてもよい。硬化及び続くポロゲン除去の後に、多数のオープンセルを有する多孔質のパーフルオロポリマーが形成される。   Generally, the substrate is heated while the mixture from steps (i) and (ii) is deposited on the substrate. When multiple stacks are deposited on a substrate, it is desirable that the perfluorosolvent be substantially removed from each layer before the next layer is deposited. Preferably, evaporation at room temperature is used to avoid the use of heat. After the semi-solid matrix is formed by this solvent removal step and the matrix is cured, the porogen may be removed from the solid matrix. This step can be accomplished by using a liquid or gaseous vehicle. While this medium is inert to the perfluoropolymer in the perfluoropolymer material, it can react, dissolve and / or ionic bond with the porogen to remove the porogen from the matrix. Most preferably, the porogen is removed from the solid matrix by washing with water or dilute acid such as Bronsted acid. Bronsted acids include hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid, or conventional alcohols. A considerably hardened solid matrix will naturally reduce in hardness and become softer, more flexible and elastic once the porogen is removed. In general, the perfluoropolymer material may be cured using the preferred temperature or other curing conditions for the particular perfluoropolymer material and curing system. Curing may optionally include post curing steps for such compositions, if desired. After curing and subsequent porogen removal, a porous perfluoropolymer with a large number of open cells is formed.

材料は、成形、移送成形(transfer molded)、圧縮成形(compression molded)、押し出し(extruded)等を施されて、硬化され、それからポロゲン除去の処理を受ける。ポロゲンを実質的に取り除き、より好ましくは完全に取り除くことができるのであれば、様々な抽出技術が使用されうる。当然のことながら、材料の成形、硬化、モールディング及び/又は抽出のための順序と特定のステップは、パーフルオロポリマー材料が硬化され、且つ、ポロゲンがパーフルオロポリマー材料から抽出される限りにおいて、変更してもよい。   The material is molded, transferred molded, compression molded, extruded, etc., cured, and then subjected to a porogen removal process. Various extraction techniques can be used provided that the porogen can be substantially removed, more preferably completely removed. Of course, the order and specific steps for molding, curing, molding and / or extraction of materials will vary as long as the perfluoropolymer material is cured and the porogen is extracted from the perfluoropolymer material. May be.

パーフルオロポリマー材料は、硬化ステップ(v)が実行される前であっても、堅固な構造安定性(structural integrity)を有する。   The perfluoropolymer material has a strong structural integrity even before the curing step (v) is performed.

パーフルオロポリマー材料の硬化温度は、硬化システムはもちろん、使用される組成物のタイプによって変化する。硬化条件は、異なるエラストマーシステムによって変わり、そのようなパーフルオロポリマー材料は、約280°F(138℃)より高い温度で硬化を開始することは、当業者の理解するところであろう。より高い温度が供給される場合には、より迅速な硬化時間が実現されるが、過剰に高い硬化温度を用いて基体の熱劣化を生じさせないように留意しなければならない。   The curing temperature of the perfluoropolymer material will vary depending on the type of composition used as well as the curing system. It will be appreciated by those skilled in the art that curing conditions vary with different elastomeric systems and such perfluoropolymer materials begin to cure at temperatures above about 280 ° F. (138 ° C.). If higher temperatures are supplied, a faster cure time is achieved, but care must be taken not to use excessively high cure temperatures to cause thermal degradation of the substrate.

加えられる熱は、熱金型(heated molds)、硬化炉(curing oven)、輻射エネルギー等、発熱反応又は他の熱交換システムから生成された熱などの様々な熱源を利用して加えることができる。好ましくは、用語「加熱(heating)は、本明細書においてはあらゆる熱の応用、輻射エネルギー又は理想的には速い速度で溶媒を除去可能及び/又はパーフルオロポリマー材料を硬化するその他のエネルギー形態(form of energy)である。しかしながら、一般的には、基体は、誘導加熱(inductive heating)、対流加熱(convective heating)または伝導加熱(conductive heating)のいずれかを使用して加熱される。対流加熱は堆積層から溶媒の蒸発を誘発するホットゾーン(hot zone)を使用する。伝導加熱では、基体が伝導方式で加熱されて、より熱い領域が生成される。あるいは放射加熱(radiative heating)を介して、又はこれらの加熱方法の2つ以上の組み合わせを介して加熱される。伝導加熱(inductive heating)は、非接触であることが望ましく、医療機器を製造する際には、より好ましい。   The heat applied can be applied using a variety of heat sources, such as heat generated from heated molds, curing ovens, radiant energy, exothermic reactions, or heat generated from other heat exchange systems. . Preferably, the term “heating” as used herein refers to any application of heat, radiant energy or ideally any other form of energy that can remove the solvent at a fast rate and / or cure the perfluoropolymer material ( However, in general, the substrate is heated using either inductive heating, convective heating or conductive heating. Uses a hot zone that induces evaporation of the solvent from the deposited layer, where conductive heating heats the substrate in a conductive manner, creating hotter regions, or via radiative heating. Or through a combination of two or more of these heating methods, inductive heating is preferably non-contact, When granulation is more preferable.

本発明の別の態様によれば、上記した方法により製造されるパーフルオロエラストマー製品が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a perfluoroelastomer product produced by the method described above.

本発明の別の態様によれば、上記した方法により製造される、医療機器におけるパーフルオロエラストマー製品の使用が提供され、医療機器の用途として、例えば、インプラント、移植片、挿入可能な医療機器、心臓人工血管、移植片、合成格子(スキャフォルド内の人間又は動物の細胞成長のためのスキャフォルドとして機能するもの)を利用した再生医療製品、縫合(sutures)、シーリング部材、燃料電池部材、又は、整形外科インプラント上のコーティングが挙げられる。   According to another aspect of the present invention, there is provided the use of a perfluoroelastomer product in a medical device produced by the above-described method, for use as a medical device, such as an implant, a graft, an insertable medical device, Regenerative medical products using cardiac artificial blood vessels, grafts, synthetic lattices (functioning as scaffolds for human or animal cell growth in the scaffold), sutures, sealing members, fuel cell members, or , Coatings on orthopedic implants.

当業者により本発明の範囲内において上記した具体的形態について変更が可能であることは言うまでもない。よって本発明は、開示された特有の具体的形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義されるように本発明の範囲内における変更を対象にしていることを意図している。   It goes without saying that the above-described specific embodiments can be changed by those skilled in the art within the scope of the present invention. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the specific forms disclosed, but is intended to be modified within the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (20)

パーフルオロポリマー材料の処理方法であって、前記処理方法は、
i)1以上の液体パーフルオロ溶媒を含む溶媒中に、1以上の未硬化のパーフルオロポリマー材料を溶解し、溶液を形成する工程と、
ii)必要に応じて、1以上のポロゲン及び/又は1以上の機能性添加物を前記工程(i)で形成された前記溶液に添加し、混合物を形成する工程と、
iii)前記工程(i)及び(ii)で形成された前記溶液又は前記混合物を基体に塗布し、部分的又は連続的な1以上の堆積層を前記基体上に形成する工程と、
iv)前記基体又は前記1以上の堆積層に所定量のエネルギーを加え、前記1以上の堆積層から少なくとも部分的に前記溶媒を取り除く工程と、
v)前記1以上の堆積層内の前記パーフルオロポリマー材料を硬化し、パーフルオロエラストマー製品を形成する工程と、
vi)所望に応じて、前記1以上のポロゲンを前記パーフルオロエラストマー製品から除去する工程と、
を含むパーフルオロポリマー材料の処理方法。
A method of processing a perfluoropolymer material, the processing method comprising:
i) dissolving one or more uncured perfluoropolymer materials in a solvent comprising one or more liquid perfluorosolvents to form a solution;
ii) optionally adding one or more porogens and / or one or more functional additives to the solution formed in step (i) to form a mixture;
iii) applying the solution or mixture formed in steps (i) and (ii) to a substrate to form a partially or continuous one or more deposited layers on the substrate;
iv) applying a predetermined amount of energy to the substrate or the one or more deposited layers to at least partially remove the solvent from the one or more deposited layers;
v) curing the perfluoropolymer material in the one or more deposited layers to form a perfluoroelastomer product;
vi) optionally removing the one or more porogens from the perfluoroelastomer product;
A process for the treatment of perfluoropolymer materials comprising:
前記パーフルオロエラストマー材料は、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、及びパーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVEs)から選択される1以上、又は、パーフルオロアルキルビニルエーテルである請求項1に記載の処理方法。   The perfluoroelastomer material is one or more selected from tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), and perfluoroalkyl vinyl ethers (PAVEs), or perfluoroalkyl vinyl ether. Processing method. 前記パーフルオロアルキルビニルエーテルは、直鎖又は分岐のアルキル基を含み、且つ、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)から選択される1以上のエーテル結合を含む請求項2に記載の処理方法。   The perfluoroalkyl vinyl ether contains a linear or branched alkyl group and contains one or more ether bonds selected from perfluoro (methyl vinyl ether), perfluoro (ethyl vinyl ether), and perfluoro (propyl vinyl ether). The processing method according to claim 2. 前記パーフルオロエラストマー材料は、テトラフルオロエチレンのターポリマー、パーフルオロアルキルビニルエーテル、及び、前記ターポリマーの架橋を可能にする官能基を含み少なくとも1種のパーフルオロ化されたキュアサイトモノマーを含む請求項1に記載の処理方法。   The perfluoroelastomer material comprises a terpolymer of tetrafluoroethylene, a perfluoroalkyl vinyl ether, and at least one perfluorinated cure site monomer comprising functional groups that allow crosslinking of the terpolymer. 2. The processing method according to 1. 前記キュアサイトモノマーは、シアノ、ブロモ、ヨード又はペンタフルオロフェノキシの官能基を含む請求項4に記載の処理方法。   The processing method according to claim 4, wherein the cure site monomer contains a functional group of cyano, bromo, iodo or pentafluorophenoxy. 前記1以上のポロゲンは、塩化ナトリウム、サリチル酸、ラクトース、バリン、炭酸水素ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、グリシン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン、微粒子のポリマー、ポリ塩化ビニル及び/又は二酸化チタンから選択される1以上の材料である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の処理方法。   The one or more porogens include sodium chloride, salicylic acid, lactose, valine, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, calcium carbonate, glycine, polyethylene oxide, polyethylene glycol (PEG), polyvinylpyrrolidone, particulate polymer, polyvinyl chloride and / or The treatment method according to claim 1, wherein the treatment method is at least one material selected from titanium dioxide. 前記1以上のポロゲンは、前記パーフルオロポリマー材料中のパーフルオロポリマー100重量部当たり、約10重量部〜約500重量部の量が存在する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の処理方法。   The treatment according to any one of claims 1 to 6, wherein the one or more porogens are present in an amount of from about 10 to about 500 parts by weight per 100 parts by weight of the perfluoropolymer in the perfluoropolymer material. Method. さらに、硬化された前記パーフルオロエラストマー材料から前記1以上のポロゲンを除去する工程を含む請求項1乃至7のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to claim 1, further comprising a step of removing the one or more porogens from the cured perfluoroelastomer material. 前記機能性添加物は、相互作用剤、加工助剤、フィラー、酸受容体、硬化促進剤、グラス繊維、ポリアラミド繊維、硬化剤及び/又は可塑剤から選択される1以上である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の処理方法。   The functional additive is one or more selected from an interactive agent, a processing aid, a filler, an acid acceptor, a curing accelerator, glass fiber, polyaramid fiber, a curing agent and / or a plasticizer. 9. The processing method according to any one of 8 above. 前記基体は、金属性のマンドレル、非金属性のマンドレル、金属性のインプラント又は非金属性のインプラントである請求項1乃至9のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to claim 1, wherein the substrate is a metallic mandrel, a nonmetallic mandrel, a metallic implant, or a nonmetallic implant. 複数の層が前記基体上に堆積されている請求項1乃至10のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to claim 1, wherein a plurality of layers are deposited on the substrate. 前記工程(iii)において、前記工程(i)及び(ii)から得られた前記混合物を、圧送吹き付け、静電的に絞られた圧送吹き付け、エレクトロスプレー、超音波噴霧、注射、静電紡糸、インクジェット印刷、浸漬塗布、磨き/ペイントから選択される手法によって、前記基体に塗布する請求項1乃至11のいずれか1項に記載の処理方法。   In the step (iii), the mixture obtained from the steps (i) and (ii) is subjected to pressure blowing, electrostatically squeezed pressure blowing, electrospray, ultrasonic spraying, injection, electrostatic spinning, The processing method according to any one of claims 1 to 11, wherein the substrate is applied by a method selected from ink jet printing, dip coating, and polishing / painting. 前記工程(iv)において、前記基体は、直接的な加熱装置によって加熱される請求項1乃至12のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to claim 1, wherein in the step (iv), the substrate is heated by a direct heating device. 前記工程(i)において、1種のみの前記溶媒を使用する請求項1乃至13のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to any one of claims 1 to 13, wherein only one kind of the solvent is used in the step (i). 前記溶媒は、実質的に完全に除去される請求項1乃至14のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to claim 1, wherein the solvent is substantially completely removed. 前記パーフルオロポリマーを硬化する前記工程(v)は、前記パーフルオロポリマーが前記基体上にあるときに実行される請求項1乃至15のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to any one of claims 1 to 15, wherein the step (v) of curing the perfluoropolymer is performed when the perfluoropolymer is on the substrate. 前記パーフルオロポリマーを硬化する前記工程(v)は、前記パーフルオロポリマーが前記基体上にないときに実行される請求項1乃至15のいずれか1項に記載の処理方法。   The processing method according to any one of claims 1 to 15, wherein the step (v) of curing the perfluoropolymer is performed when the perfluoropolymer is not on the substrate. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の処理方法により製造されたパーフルオロエラストマー製品。   A perfluoroelastomer product produced by the processing method according to claim 1. 医療機器における、シーリング部材における、燃料電池部材における、または、整形外科インプラント上のコーティングとしての、請求項18によって用意されたパーフルオロエラストマー製品の使用。   Use of a perfluoroelastomer product provided by claim 18 in a medical device, in a sealing member, in a fuel cell member or as a coating on an orthopedic implant. 本明細書に実質的に記載された処理方法、製品又は使用。   A processing method, product or use substantially as herein described.
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